Abstract Microsatellites or Single Sequence Repeats (SSRs) are extensively employed in plant genetics studies, using both low and high throughput genotyping approaches. Motivated by the importance of these sequences over the last decades this review aims to address some theoretical aspects of SSRs, including definition, characterization and biological function. The methodologies for the development of SSR loci, genotyping and their applications as molecular markers are also reviewed. Finally, two data surveys are presented. The first was conducted using the main database of Web of Science, prospecting for articles published over the period from 2010 to 2015, resulting in approximately 930 records. The second survey was focused on papers that aimed at SSR marker development, published in the American Journal of Botany's Primer Notes and Protocols in Plant Sciences (over 2013 up to 2015), resulting in a total of 87 publications. This scenario confirms the current relevance of SSRs and indicates their continuous utilization in plant science.

A ocratoxina A é uma micotoxina frequentemente encontrada em uma grande variedade de produtos alimentares e apresenta efeitos nefrotóxicos e potencial carcinogênico para animais e humanos. É naturalmente produzida por algumas espécies fúngicas, como Aspergillus carbonarius, que é considerado um potente produtor. Apesar disso, o número de estudos que visam identificar genes que são essenciais para a biossíntese de ocratoxina em A. carbonarius é ainda reduzido. Um mutante de A. carbonarius com baixa produção de ocratoxina A previamente obtido por transformação mediada por Agrobacterium tumefaciens foi investigado com o objetivo de encontrar uma associação entre o gene interrompido e a biossíntese desta micotoxina. Os resultados mostraram a ocorrência de uma junção não exata entre o T-DNA e o DNA genômico do fungo durante o evento de integração. A integração do T-DNA no genoma do mutante T188 provocou deleção de 727 nucleotídeos. Esta deleção inclui uma porção final do gene coativador de splicing e uma região não-codificante entre este gene e o gene F-actina. A expressão relativa do gene coativador de splicing na linhagem selvagem cultivada em quatro diferentes meios mostrou associação entre a quantidade de ocratoxina A e os níveis dos transcritos.

Ochratoxin A is a mycotoxin produced by some fungi species. Among them, Aspergillus carbonarius is considered a powerful producer. Genes involved in the ochratoxin A biosynthesis pathway have been identified in some producer species. However, there are few studies that purpose to identify these genes in A. carbonarius. The use of insertion mutants to identify genes associated with certain properties has been increased in the literature. In this work, the region of T-DNA integration was investigated in one A. carbonarius ochratoxin-defective mutant previously obtained by Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation, in order to find an association between interrupted gene and the biosynthesis of ochratoxin A. The integration occurred in a gene that possibly encodes a splicing coactivator protein. The analysis of the relative expression of the splicing coativator gene from A. carbonarius wild type strain in four different media showed high correlation between the transcript levels and the ochratoxin A production.

A regeneração in vitro de Arachis retusa foi avaliada visando à renovação e conservação de germoplasma. A estabilidade genética de plantas derivadas de eixos embrionários e segmentos apicais foi avaliada por RAPD. Foram analisados dez oligonucleotídeos decâmeros arbitrários, dos quais cinco foram selecionados. Noventa regiões genômicas foram avaliadas, com uma média de 18 loci por clone. Todos os segmentos amplificados foram monomórficos. Estes resultados indicam que as plantas são geneticamente estáveis nas regiões genômicas examinadas e que ambos os processos são adequados para a conservação in vitro do germoplasma de Arachis.

In vitro regeneration of Arachis retusa was examined for the purpose of germplasm renewal and conservation. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) fingerprinting was used to evaluate the genetic stability of plants derived from embryo axes and apical segments. Ten arbitrary decamer primers were screened and five of them were selected. Ninety genomic regions were evaluated, with an average of 18 loci per clone. All amplified segments were monomorphic. The results indicate that recovered plants are genetically stable at the assessed genomic regions and that both regeneration processes are suitable for in vitro germplasm preservation of Arachis species.

A alfafa é uma das espécies mais freqüentemente estudadas do ponto de vista da produção de embriões somáticos derivados da cultura de tecidos. Neste trabalho, cinco cultivares de alfafa foram analisados com referência à capacidade de regenerar plantas a partir de culturas de protoplastos via embriogênese somática. Regeneração de plantas a partir de protoplastos isolados de folhas da cultivar Rangelander foi obtida usando-se um protocolo definido para embriogênese somática derivada de suspensões celulares de alfafa. Em função da sua alta eficiência, recomenda-se o uso deste procedimento para transformação genética de alfafa mediada por eletroporação de protoplastos.

Alfalfa is one of the most frequently studied species from the production of tissue culture-derived embryos point of view. In this study, five alfalfa cultivars were analyzed with reference to their ability to regenerate plants from protoplast cultures via somatic embryogenesis. Plant regeneration from leaf-derived protoplasts isolated from the cultivar Rangelander was achieved using a protocol defined for alfalfa cell suspension-derived embryogenesis. Because of its high efficiency, this procedure is recommended for protoplast electroporation-mediated genetic transformation of alfalfa.

A modified reciprocal recurrent selection (RRS) method, which employed one cycle of high-intensity selection, was applied to two tropical maize (Zea mays L.) populations, BR-105 and BR-106, originating the improved synthetics IG-3 and IG-4, respectively. In the present study the effects of this kind of selection on the genetic structure of these populations and their synthetics were investigated at 30 microsatellite (SSR) loci. A total of 125 alleles were revealed. A reduction in the number of alleles was observed after selection, as well as changes in allele frequencies. In nearly 13% (BR-105) and 7% (BR-106) of the loci evaluated, the changes in allele frequencies were not explained, exclusively due to the effects of genetic drift. The effective population sizes estimated for the synthetics using 30 SSR loci were similar to those theoretically expected after selection. The genetic differentiation (G ST) between the synthetics increased to 77% compared with the original populations. The estimated R ST values, a genetic differentiation measure proper for microsatellite data, were similar to those obtained for G ST. Despite the high level of selection applied, the total gene diversity found in the synthetics allows them to be used in a new RRS cycle.

Ao lado dos projetos de seqüenciamento e das análises do cariótipo pelas técnicas de hibridização in situ, o desenvolvimento de mapas genéticos fundamentados em marcadores de DNA tem propiciado consideráveis avanços à genômica de plantas. Esta revisão aborda as premissas básicas utilizadas para o mapeamento genético e suas principais aplicações, especialmente para o melhoramento vegetal. Fundamentos teóricos sobre segregação, recombinação e ligação são considerados e relacionados à construção de mapas genéticos com marcas moleculares. Apresentam-se informações sobre tipos de marcadores, populações de mapeamento, cálculo da freqüência de recombinação, distorções da segregação, estabelecimento dos grupos de ligação e da ordenação dos marcadores. Discute-se, também, o uso de mapas de ligação em programas de seleção assistida por marcadores, na clonagem de genes e em estudos sobre sintenia.

In addition to genome projects and karyotype analysis by in situ hybridization techniques, a major advance in plant genome analysis came from the development of genetic maps based on molecular markers (<a href="#figura1">Figure 1</a>). This review clarifies the basic premises used for genetic mapping and its main applications, especially in plant breeding. The theories of segregation, recombination and linkage are considered and related to the construction of genetic maps based on molecular markers. Information about marker types, population mapping, calculation of the recombination rate, segregation distortion, linkage groups and genetic order determination is presented. Exploitation of linkage mapping for marker assisted selection, gene cloning and synteny comparisons is discussed.

As cultivares Bandeirantes e Mineirão de Stylosanthes guianensis (Leguminosae) foram avaliadas quanto à capacidade de formação de brotos adventícios in vitro e quanto à suscetibilidade ao Agrobacterium. Para obter regeneração, foram utilizados vários tipos de explantes, e o meio basal MS foi suplementado com diferentes concentrações de ácido naftalenoacético (NAA) e 6-benzilanimopurina (BAP). Observou-se regeneração de brotos a partir de explantes cotiledonares e hipocotiledonares, nas duas cultivares. O Stylosanthes mostrou-se suscetível ao Agrobacterium selvagem, pois a formação de tumores foi induzida. Expressão transiente do gene uidA foi observada em tecidos infectados de Stylosanthes. Experimentos sobre a ação dos antibióticos cefotaxima e tetraciclina, usados em ensaios de transformação para eliminação do Agrobacterium, mostraram que a cefotaxima (250 µg mL-1) tende a reduzir a regeneração de brotos em explantes da cv. Bandeirantes.

Com o objetivo de estudar a organogênese in vitro em Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg., o maracujá-amarelo, explantes derivados de folha foram cultivados em meio contendo NAA ou BAP, no escuro e na presença de luz. Foram descritos os eventos histológicos que levam à formação de novo de órgãos. Concluiu-se que o escuro induz a rizogênese, na presença de NAA, enquanto a regeneração de brotos é estimulada pela luz e BAP. Esta condição é recomendada para micropropagar o maracujá uma vez que vários brotos adventícios são formados a partir de meristemóides de origem parenquimática.

With the aim of studying the organogenesis in vitro in Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg., the passionfruit, leaf-derived explants were cultured on media containing NAA or BAP and incubated either in continuous darkness or in light. The histological events leading to de novo organ formation were evaluated. Darkness induces rhizogenesis in the presence of NAA, whereas direct shoot regeneration is stimulated by light and BAP. This latter condition is recommended for passionfruit micropropagation as several adventitious shoot buds were formed from meristemoids of parenchymal origin.

A transformação genética é um valioso recurso para o melhoramento e para a pesquisa em Genética, Fisiologia e Bioquímica. Plantas transgênicas são usadas para complementar ou substituir mutantes na pesquisa fundamental e para auxiliar em estudos de fenômenos biológicos complexos como patogenicidade, organização do genoma, captação de luz e transdução de sinais. Nesta revisão, são discutidas abordagens recentes visando a introdução, screening e seleção de transformantes, estudos sobre expressão do transgene e uso de plantas geneticamente modificadas. Ensaios de campo e culturas transgênicas comerciais são listadas assim como as principais espécies e características modificadas. O potencial das plantas transgênicas para a produção de compostos animais, remediação biológica e síntese de polímeros é igualmente apresentado.

Genetic transformation is a powerful tool for plant breeding and genetical, physiological or biochemical research, consequently it is an extremely dynamic field. Transgenic plants are commonly used to complete or substitute mutants in basic research, helping the studies of complex biological situations such as pathogenesis process, genome organization, light reception and signal transduction. In this review, recent approaches for foreign gene introduction (e.g. Agrobiolistics, whole tissue electroporation, in planta Agrobacterium transformation), screening (reporter gene possibilities and performance) and transformant selection (ipt selective marker) are discussed. Transgene expression and mechanisms underlying (trans)gene inactivation are presented. Practical applications of genetically modified plants, field tests and commercial transgenic crops worldwide and in Brazil are listed, as well as the main traits and species modified. Potential uses of transgenic plants for animal compound production, biological remediation and synthetic polymer assembly are also shown.

Plantas de Stylosanthes scabra, um poliplóide da família das leguminosas, tolerante à seca e adaptado a solos ácidos, foram regeneradas a partir da cultura de calos oriundos de folha. Um total de 168 regenerantes foram cultivados em vasos de Leonard em um experimento inteiramente casualizado. Fixação de N2 e desenvolvimento vegetativo foram indiretamente avaliados por peso seco da parte aérea, peso seco da raiz, conteúdo de N e atividade de redução de acetileno. Os resultados mostraram maior variação nos regenerantes que nas plantas não submetidas à cultura de tecidos usadas como controles. Diferenças significativas foram encontradas para todos os caracteres associados à fixação de N2.

Plants were regenerated from leaf-derived callus culture of Stylosanthes scabra, a polyploid legume tolerant to drought and adapted to acid soils. A total of 168 regenerants were planted out in Leonard jars in a complete randomized design. Nitrogen fixation and vegetative growth were indirectly evaluated by shoot dry weight, root dry weight, shoot N content and acetylene reduction activity. The results showed higher variation in the regenerants than in controls not submitted to tissue culture. Significant differences were found for all nitrogen fixation related-traits